用于存储系统的负载再均衡方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于存储系统的负载再均衡方法及装置。该方法包括：监测至少两个存储节点之间的负载状态；以及在监测到一个存储节点的负载超出预定阈值时，对至少两个存储节点中的相关存储节点所管理的存储区域进行调整。根据本发明专利技术的实施方式，可以在存储区域之间进行负载再均衡时避免数据的真实迁移过程，从而不会对正常业务数据造成影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据存储系统的
，更具体地，涉及用于存储系统的负载再均衡方法及装置。
技术介绍
随着计算机应用规模越来越大，对存储空间的需求也与日俱增。对应的，将复数设备的存储资源(比如存储介质)统合为一体作为一个存储池来提供存储服务成为了现在的主流。在传统的存储系统中，该存储系统通常是由TCP/IP网络连接多个分布式存储节点组成的。图1示出现有技术的存储系统的架构示意图。如图1所示，在传统的存储系统中，各存储节点S通过接入网交换机连接到TCP/IP网络(通过核心交换机实现)。每个存储节点都是单独一台物理服务器，每台服务器都有自己的若干存储介质。各存储节点通过如IP网络这样的存储网络连接起来，构成一个存储池。在核心交换机的另一侧，各计算节点C也通过接入网交换机连接到TCP/IP网络(通过核心网交换机实现)，以通过TCP/IP网络访问整个存储池。然而，在该传统的存储系统中，一旦涉及到动态平衡时，需要对存储节点上物理数据进行迁移，以达到平衡目的。更进一步地，在该传统的存储系统中，通常当用户写入数据时，这些数据可能被平均地分配到存储节点上，此时存储节点负载和数据占用都是比较均衡。但是在以下情况，会出现数据的不均衡：(1)由于数据分配算法和用户数据本身的特点，导致数据未能平均分配到不同存储节点，表现为有的存储节点负载高，有的存储节点负载低；(2)扩容操作：通常是通过增加新的节点来实现扩容，此时新加入的存储节点负载为0。必须将现有存储节点的数据物理地迁移一部分到扩容节点，实现存储节点之间的负载再均衡。图2示出了传统的基于TCP/IP网络的存储系统1中的实现存储节点之间的负载再均衡的过程中的数据迁移的示意图。在该示例中，将负载较高的存储节点S1中存储的部分数据向负载较低的存储节点S2中进行迁移，具体涉及该两个存储节点的存储介质之间的数据迁移，如虚线箭头201所示。可见，在实现TCP/IP网络的存储节点之间的负载再均衡的过程中，会占用大量的磁盘读写性能和网络带宽，影响正常业务数据的读写性能。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施方式的目的之一在于提供一种用于存储系统的高效负载再均衡方案。根据本专利技术的实施方式，所述存储系统可以包括存储网络、至少两个存储节点以及至少一个存储设备，所述至少两个存储节点和所述至少一个存储设备分别连接至所述存储网络，所述至少一个存储设备中的每个存储设备包括至少一个存储介质，其中将所述存储系统所包括的所有存储介质构成一个存储池，所述存储网络被配置为使得每一个存储节点都能够无需借助其他存储节点而访问每个存储介质，并且将所述存储池以存储介质为单位划分成至少两个存储区域，每个存储节点负责管理零到多个存储区域。根据本专利技术的一个方面，提供一种用于前述存储系统的负载再均衡方法。所述方法包括：监测所述至少两个存储节点之间的负载状态；以及在监测到一个存储节点的负载超出预定阈值时，对所述至少两个存储节点中的相关存储节点所管理的存储区域进行调整。根据本专利技术的另一个方面，提供一种用于前述存储系统的负载再均衡装置。所述装置包括：监测模块，用于监测所述至少两个存储节点之间的负载状态；以及调整模块，用于在监测到负载的不均衡状态超出预定阈值的情况下，对所述至少两个存储节点中的相关存储节点所管理的存储区域进行调整。进一步地，监测所述至少两个存储节点之间的负载状态可以包括监测所述至少两个存储节点的以下性能参数中的一项或多项：存储节点的IOPS请求数；存储节点的吞吐量；存储节点的CPU使用率；存储节点的内存使用率；以及存储节点管理的存储介质的存储空间使用率。进一步地，预定阈值可以通过所述性能参数的各自的指定阈值的一项或者多项的组合来表示。进一步地，性能参数的各自的指定阈值可以包括：每项性能参数的参数值最高的存储节点的与该项性能参数的参数值最低的存储节点的参数值之间的偏差；每项性能参数的参数值最高的存储节点的该项参数值与各个存储节点的该项参数的平均值之间的偏差；或者针对每项性能参数的指定值。在一个实施例中，预定阈值可以被设置为以下各项中的一项或多项：IOPS数最大的存储节点的IOPS请求数与IOPS数最小的存储节点的IOPS请求数之间的偏差之间的偏差为IOPS数最小的存储节点的IOPS请求数的30％；IOPS数最大的存储节点的IOPS请求数与各个存储节点的IOPS请求数的平均值之间的偏差之间的偏差为该平均值的20％；任一存储介质的存储空间使用率为0％；任一存储介质的存储空间使用率为90％；或者任一存储节点所管理的存储空间使用率最高的存储介质与存储空间使用使用率最低的存储介质之间的存储空间使用率之差大于20％。根据本专利技术的实施方式，所述至少两个存储区域中的每个存储区域由至少一个存储块组成，一个存储块是一个完整的存储介质，或者一个存储块是一个存储介质的一部分。在一个实施例中，对存储区域进行的所述调整可以包括：对相关存储节点所管理的存储区域的配置表进行调整，所述至少两个存储节点根据所述配置表来确定其所管理的存储区域。在一个实施例中，所述至少两个存储区域中的每个存储区域由至少一个存储块组成，一个存储块是一个完整的存储介质，并且其中对存储区域进行的调整可以包括：将所述至少两个存储区域中的第一存储区域中的一个存储介质和第一存储区域中的一个存储介质相交换；从所述第一存储区域中删除一个存储介质，并且将该删除的存储介质添加到所述第二存储区域中；将接入存储网络的新的存储介质或新的存储区域平均地加入到所述至少两个存储区域中；或者将所述至少两个存储区域中的部分存储区域进行合并。在一个实施例中，对所述至少两个存储节点中的相关存储节点所管理的存储区域进行调整包括：由所述存储系统的管理人员人工地确定相关存储节点所管理的存储区域的调整方式；采用配置文件方式来确定相关存储节点所管理的存储区域的调整方式；或者根据存储节点的负载情况来确定相关存储节点所管理的存储区域的调整方式。调整方式可以包括要迁移的存储区域的部分和要迁移到的目标存储节点。进一步地，存储网络可以包括至少一个存储交换设备，所有至少两个存储节点和所述至少一个存储介质都通过存储通道与存储交换设备连接。存储通道可以是SAS通道或PCI/e通道，存储交换设备可以是SAS交换机或PCI/e交换机。进一步地，存储设备可以为JBOD；和\本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于存储系统的负载再均衡方法，所述存储系统包括存储网络、至少两个存储节点以及至少一个存储设备，所述至少两个存储节点和所述至少一个存储设备分别连接至所述存储网络，所述至少一个存储设备中的每个存储设备包括至少一个存储介质，其中将所述存储系统所包括的所有存储介质构成一个存储池，所述存储网络被配置为使得每一个存储节点都能够无需借助其他存储节点而访问所有存储介质，并且将所述存储池划分成至少两个存储区域，每个存储节点负责管理零到多个存储区域，所述方法包括：监测所述至少两个存储节点之间的负载状态；以及在监测到一个存储节点的负载超出预定阈值时，对所述至少两个存储节点中的相关存储节点所管理的存储区域进行调整。

【技术特征摘要】
1.一种用于存储系统的负载再均衡方法，所述存储系统包括存储网
络、至少两个存储节点以及至少一个存储设备，所述至少两个存储节点和
所述至少一个存储设备分别连接至所述存储网络，所述至少一个存储设备
中的每个存储设备包括至少一个存储介质，其中将所述存储系统所包括的
所有存储介质构成一个存储池，所述存储网络被配置为使得每一个存储节
点都能够无需借助其他存储节点而访问所有存储介质，并且将所述存储池
划分成至少两个存储区域，每个存储节点负责管理零到多个存储区域，
所述方法包括：
监测所述至少两个存储节点之间的负载状态；以及
在监测到一个存储节点的负载超出预定阈值时，对所述至少两个存储
节点中的相关存储节点所管理的存储区域进行调整。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述存储系统还包括：
存储控制节点，连接至所述存储网络，用于确定所述至少两个存储节
点中的每个存储节点管理的存储区域；或
所述存储节点还包括：
存储分配模块，用于确定所述存储节点所管理的存储区域。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述存储控制节点或者所述存
储分配模块记录了所述至少两个存储节点中的每个存储节点管理的存储区
域的存储区域列表，并且所述对所述至少两个存储节点中的相关存储节点所
管理的存储区域进行调整包括：
修改相关存储节点的所述存储区域列表。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述监测所述至少两个存储节
点之间的负载状态包括监测所述至少两个存储节点的以下性能参数中的一
项或多项：
存储节点的IOPS请求数；
存储节点的吞吐量；
存储节点的CPU使用率；
存储节点的内存使用率；以及
存储节点管理的存储介质的存储空间使用率。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述预定阈值通过所述性能参
数的各自的指定阈值的一项或者多项的组合来表示。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述性能参数的各自的指定阈
值包括：
每项性能参数的参数值最高的存储节点的与该项性能参数的参数值最
低的存储节点的参数值之间的偏差；
每项性能参数的参数值最高的存储节点的该项参数值与各个存储节点
的该项参数的平均值之间的偏差；或者
针对每项性能参数的指定值。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少两个存储区域中的每
个存储区域由至少一个存储块组成，一个存储块是一个完整的存储介质，
或者一个存储块是一个存储介质的一部分。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，对存储区域进行的所述调整包
括：对相关存储节点所管理的存储区域的配置表进行调整，所述至少两个
存储节点根据所述配置表来确定其所管理的存储区域。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少两个存储区域中的每
个存储区域由至少一个存储块组成，一个存储块是一个完整的存储介质，
并且其中对存储区域进行的所述调整包括：
将所述至少两个存储区域中的第一存储区域中的一个存储介质和第二
存储区域中的一个存储介质相交换；
从所述第一存储区域中删除一个存储介质，并且将该删除的存储介质

\t添加到所述第二存储区域中；
将接入存储网络的新的存储介质或新的存储区域平均地...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东临，金友兵，莫仲华，齐宇，
申请(专利权)人：天津书生云科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12